例析生命科學(xué)中的哲學(xué)觀點、方法論、研究方法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

1.哲學(xué)觀點

 

1.1 聯(lián)系的普遍性

 

例如:生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜外連細(xì)胞膜,內(nèi)連核膜。高爾基體的膜通過小泡間接與細(xì)胞膜,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連。在功能上,他們通過分泌蛋白的形成過程聯(lián)系起來。

 

1.2發(fā)展的客觀性

 

例1.       個體的生殖與發(fā)育。生物體是不斷發(fā)展和變化的,從受精卵卵裂開始,通過細(xì)胞分裂、分化形成成熟的個體,直至細(xì)胞衰老和死亡以及生物體的衰老和死亡。都是一個變化發(fā)展的過程。

 

例2.第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出。生物體通過細(xì)胞這一結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換,并且把物質(zhì)和能量在生物體內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這一代謝過程使生物體處于不斷更新的過程。

 

例3.《遺傳和進(jìn)化》——生命的延續(xù)。這一模塊從微觀領(lǐng)域分析生命的實質(zhì)。有機體的組織和功能被看作是隨機突變和選擇的產(chǎn)物。比如由于量子的打擊引起突變或由于熱漲落引起自發(fā)的突變,會遷躍到新的穩(wěn)態(tài),由此引起可遺傳的變異。(實質(zhì)就是人工誘變和自然突變的實質(zhì))通過選擇生物有了進(jìn)化。從這個意義上分析,生命是一個組織,基因分子向新的溫態(tài)的轉(zhuǎn)變,只能通過跳躍的方式發(fā)生,因為能量的轉(zhuǎn)變不是以微小量的方式發(fā)生的,而是以量子化的方式發(fā)生的。那么,生命系統(tǒng)就有它的連續(xù)性和不連續(xù)性。

 

1.3對立統(tǒng)一的觀點

 

例1.光合作用和呼吸作用既是對立的,又是統(tǒng)一的。一方面,光合作用合成有機物,儲存能量;呼吸作用分解有機物,釋放能量;另一方面,光合作用制造的有機物可以為呼吸作用提供物質(zhì)和能量來源。

 

例2.水分代謝和礦質(zhì)代謝。從對立的角度來分析,兩者的過程是相對獨立的過程;從統(tǒng)一的角度分析,礦質(zhì)元素吸收前必須溶解在水中,吸收后必須隨水分的運輸而運輸,礦質(zhì)元素的濃度又在一定程度上制約水分的吸收。

 

1.4 辨證思維

 

1.4.1 歸納和演繹

  高中歷史;

例如: 昆蟲的概念,通過蜜蜂、蝗蟲等歸納出它有頭胸腹,3對腳,兩對翅。然后我們在演繹分析具體的某一種生物是否屬于昆蟲。

 

1.4.2 分析和綜合

 

 例如:新陳代謝和人體內(nèi)的糖類代謝。新陳代謝的外延是指生物體與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換,同時物質(zhì)和能量在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)換的過程。那么,糖類代謝就是人從外界環(huán)境獲取糖類(包括儲存在其中的化學(xué)能),并且把它轉(zhuǎn)化為自身的物質(zhì)(如血糖、糖原等)。

 

1.4.3 抽象和具體。概念和原理就是有直觀的感性材料得到的抽象的事物,而其中的實例就是具體的事物。

 

例如:無性生殖的概念是指不經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合,由母體直接產(chǎn)生出新個體的生殖方式。這是抽象的概念,怎樣理解它呢?我們可以通過變形蟲的分裂生殖、酵母菌的出芽生殖等具體的生殖方式讓學(xué)生通過歸納得出無性生殖的抽象的概念。

 

1.4.4  邏輯和歷史的統(tǒng)一

 

例如:神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的關(guān)系:神經(jīng)調(diào)節(jié)控制體內(nèi)大多數(shù)內(nèi)分泌腺的作用,而內(nèi)分泌腺所分泌的激素也可以影響神經(jīng)系統(tǒng)的功能,如甲狀腺分泌的甲狀腺激素是神經(jīng)系統(tǒng)的生長發(fā)育所必需的。他們兩者是共同協(xié)調(diào)、相輔相成的。

 

2.生物學(xué)思想

 

2.1 整體性思想。如:細(xì)胞器的分工合作。激素的協(xié)同和拮抗作用!斗(wěn)態(tài)與環(huán)境》——生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。這一模塊分析了不同生物受到外界刺激(或稱為擾動)時,怎么樣通過自身的調(diào)節(jié)來維持自身的穩(wěn)態(tài),這樣就把環(huán)境和生物作為一個整體來研究,生物生活的環(huán)境包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境。兩者都是生命系統(tǒng)的一部分,我們不能割裂他們單獨來分析。而生物的平衡,不僅僅是體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的平衡,也包括生物群落和生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

 

2.2 結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)。如:細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與它的物質(zhì)交換、分泌、排泄、免疫等功能。

 

2.3 物質(zhì)和能量守恒。能量的輸入通過綠色植物吸收太陽能,轉(zhuǎn)化為有機物中的化學(xué)能。再通過呼吸作用釋放能量,一部分儲存在ATP中,一部分以熱能形式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散失。

 

3.生物學(xué)基本研究方法

 

3.1 細(xì)胞分級離心法:如細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能。

 

3.2 水培法:礦質(zhì)元素的作用。

 

3.3 信息轉(zhuǎn)換(尼倫伯格實驗):密碼子表的獲得。

 

3.4 割除法:證明生長激素產(chǎn)生的部位(割除垂體)。

 

3.5 電刺激法:大腦功能區(qū)的定位,反射弧結(jié)構(gòu)的完整以及背根和腹根的功能等。

 

3.6 注射法:驗證胰島素和胰高血糖的作用。

 

4.生物學(xué)方法論

 

4.1 一般系統(tǒng)論

 

例1 細(xì)胞在新教材中是這樣描述的:細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界;細(xì)胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作;細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心!斗肿优c細(xì)胞》——基本的生命系統(tǒng)

 

在舊教材上先在必修第一冊介紹細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,又在選修教材中設(shè)計了一節(jié)細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。這樣把本來是一個整體的系統(tǒng)的知識割裂來分析,不利于學(xué)生的理解。而新教材避免了這一點,通過分泌蛋白的形成過程很好的將各種細(xì)胞器結(jié)合起來,這正體現(xiàn)了機體論中的整體性概念。甚至由此我們可以延伸出一個問題,蛋白質(zhì)的合成到底受什么控制?于是,就過度到細(xì)胞核──系統(tǒng)的控制中心。這樣就把生命活動的基本單位細(xì)胞進(jìn)行了整體性的闡釋。

 

例2 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出;細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

 

這兩章從物質(zhì)和能量的角度,將細(xì)胞與周圍環(huán)境的關(guān)系聯(lián)系起來,包括物質(zhì)的跨膜運輸,細(xì)胞的能量,能量之源等將細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換并且在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化溶為一體,有利于學(xué)生形成整體性思維。從動態(tài)的角度分析,有機體是物質(zhì)和能量不停流動的體現(xiàn),物質(zhì)和能量不停的流經(jīng)有機體同時又構(gòu)成了有機體,這樣有利于學(xué)生對自然科學(xué)體系的深入理解。

 

例3 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

 

不同生物種群甚至生物個體都是生態(tài)系統(tǒng)中的一個元素,它不能獨立與這個系統(tǒng)起作用,在生態(tài)系統(tǒng)中它有特殊的結(jié)構(gòu)地位和營養(yǎng)級別,也有它的生態(tài)位。某一種群的變化,都會在整個系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生擾動,直到系統(tǒng)通過自身的調(diào)節(jié)產(chǎn)生新的平衡。

 

4.2 信息論

 

例如:遺傳密碼的破譯正是nirenberg和matthei等人在莫爾斯發(fā)電報的信息轉(zhuǎn)換中得到靈感,通過信息的轉(zhuǎn)換把DNA中特有的遺傳信息以蛋白質(zhì)的形式表達(dá)出來。又如遺傳信息的攜帶者——核酸;;生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞。

 

4.3 控制論

 

 例如:生命活動的調(diào)節(jié)中,穩(wěn)態(tài)的控制;免疫調(diào)節(jié);體液中的反饋調(diào)節(jié);細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心,都體現(xiàn)了控制論的思想。


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